Диапазон измерения.

Допустимое напряжение на конденсаторе определяется значением напряженности, при которой наступает пробой воздушного промежутка. Для воздуха при нормальном давлении и зазорах между пластинами 0,1 – 10 мм эта напряженность составляет 2 – 3 кВ/мм. При зазорах, меньших 0,1 мм, можно не снижать напряжения, так как при напряжениях, меньших 350 В, воздушный промежуток вообще не пробивается независимо от длины зазора.

Для большинства диэлектриков пробивная напряженность при электрическом пробое при нормальной температуре составляет 100 – 500 кВ/мм. Однако допустимое напряжение конденсаторов с диэлектриком определяется не только электрическим, но и тепловым пробоем, напряженность при котором зависит от геометрических, тепловых и электрических параметров преобразователя и уменьшается с увеличением частоты обратно пропорционально .

В ряде случаев напряжение питания ограничивается допустимыми силами электростатического притяжения между пластинами. В одинарном преобразователе при диаметре пластины d =25 мм, зазоре  = 0,1 мм и напряжении U = 50 В значение электростатической силы достигает

f_эс = U ² S /( 2 ² ) = 6*10^-4 H .

В дифференциальном преобразователе с переменном зазором (см. рис. 2, д), силы, действующие между парами пластин, направлены встречно и компенсируют друг друга. Однако полная компенсация возможна только, если входное сопротивление цепи, включенной в диагональ моста, бесконечно велико и рабочие емкости ничем не шунтируются. В этом случае уменьшение или увеличение зазора напряжения между соответствующими пластинами; сила, действующая между ними, остается неизменной, т. е. разность сил равна нулю независимо от перемещения средней пластины.

Точностные характеристики.

Емкостные преобразователи перемещения.

Источники основной погрешности:

• Нелинейность статической характеристики

• Люфт подвижной части

Источники дополнительной погрешности:

• влияние влаги на диэлектрическую проницаемость  ;

• непостоянство напряжения сети U (для преобразователей с выходом по току);

• непостоянство круговой частоты ;

• влияние внешних температур на размеры  , а также диэлектрическую проницаемость  ( в преобразователях с твердым и жидким диэлектриком);

• влияние внешних электрических полей;

Емкостные преобразователи уровня.

Источники основной погрешности:

• непостоянство диэлектрической проницаемости жидкости ε_ж по высоте электродов.

Источники дополнительной погрешности:

• влияние внешних температур на ε_ж и геометрические размеры электродов.

Заключение.

Практика показала, что наиболее удобным методом преобразования физических величин в электрические величины является емкостной (электростатический), в силу ряда существенных преимуществ:

1. высокая точность;

2. простота изменения чувствительности приборов;

3. широкий диапазон измеряемых величин;

4. высокое быстродействие;

5. возможность дистанционного измерения.

Емкостные преобразователи для измерения малых перемещений отличаются высокой чувствительностью (до 500 в/мм), линейностью, малыми погрешностями и одновременно простотой конструкции и легкостью подвижной части, что в ряде случаев делает их незаменимыми.

Достоинством емкостных преобразователей с переменной площадью пластин является возможность соответствующим выбором формы пластин получить любую функциональную зависимость между изменением емкости и входным угловым или линейным перемещением.

В настоящее время в качестве наиболее высокочувствительных преобразователей в научных исследованиях используются емкостные преобразователи.